赤道平面J_2束缚轨道研究

作者：王伟; 袁建平; 罗建军; 曹静

来源：中国科学:物理学 力学 天文学 , 2013, (03): 309-317.

• 球对称势
• 赤道平面
• J2项摄动
• 束缚轨道
• 周期轨道
• 椭圆积分 spherically symmetric potential
• equatorial plane
• J2 perturbation
• bounded orbits
• periodic orbits
• elliptic integrals

对近地航天器有显著影响的J2项摄动势函数是轴对称的.而当航天器的轨道倾角为零时,J2项势函数由轴对称退化为球对称.本文从能量的角度来研究近地航天器J2束缚轨道特性.通过引入"势能井"的概念,证明了J2项势函数作用下,赤道平面内存在两类束缚轨道:环形束缚轨道与圆形封闭轨道.根据总能量与有效势的关系,分析了形成这两类J2束缚轨道的条件.利用球对称势的周期性理论,借助椭圆积分推导了环形J2轨道径向周期、周向周期和向径的表达式,以及圆形J2轨道的周期和角速度.分析了圆形封闭轨道的稳定性,以及受到小扰动后向径的演化规律.最后探讨了这两类J2束缚轨道潜在的应用.

• 单位
  西北工业大学